Добавка соединений данного металла к пище снижает смертность в этой группе населения, а призывы меньше пить не оказывают заметного эффекта на поведение таких людей.

Сотрудники Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И.П. Павлова совместно с коллегами из США провели клиническое испытание влияния глюконата цинка на смертность и общее состояние здоровья ВИЧ-инфицированных жителей Санкт-Петербурга, страдающих алкоголизмом. Исследование, длившееся полтора года, показало, что добавка цинка к рациону снижает скорость размножения ВИЧ в клетках иммунной системы инфицированных и концентрацию веществ - маркеров распространения бактерий по организму. Поскольку меры по борьбе с алкоголизмом в России имеют весьма ограниченный успех, прием глюконата цинка может стать средством улучшения состояния ВИЧ-положительных людей с зависимостью от спиртного.

Добровольцев случайным образом разделили на две равные группы. Члены одной ежедневно в течение 18 месяцев принимали капсулы с глюконатом цинка (15 мг для мужчин и 12 мг для женщин). Представители второй группы с аналогичной частотой и длительностью принимали не отличимые на вид плацебо. Во все капсулы добавили рибофлавин, изменяющий цвет мочи на 24 часа после его приема. Это было нужно, чтобы убедиться в том, что человек действительно принимал выданный ему препарат перед тем как прийти на обследование. Их следовало проходить каждому испытуемому в конце 6-го, 12-го и 18-го месяцев приема капсул. Дополнительные визиты в клинику тоже не возбранялись: за каждый такой платили 500 рублей. За основные обследования участникам платили по 1250 рублей.

Во время основных приемов у пациентов отмечали содержание в крови биомаркеров микробной транслокации (распространения бактерий и их токсинов в кровь и лимфатические узлы, ведущее к системным воспалительным реакциям), вирусную нагрузку и иммунный статус (количество РНК вируса иммунодефицита и число CD4-лимфоцитов в крови). Все эти параметры позволили оценить состояние иммунной системы участников эксперимента. Также врачи оценивали риск сердечно-сосудистых заболеваний (по концентрации "плохого холестерина" в крови) и смерти от прочих факторов.

У пациентов из группы, которой давали капсулы с глюконатом цинка, вирусная нагрузка была более стабильной, чем у тех, кому "прописали" плацебо. Уровень веществ - маркеров микробной транслокации у них в крови тоже стал ниже, как и концентрация "плохого холестерина". Эти закономерности наблюдались при условии, если пациент регулярно принимал выданные ему препараты цинка.

Таким образом, глюконат цинка может стать дешевым и достаточно эффективным средством улучшения состояния страдающих алкоголизмом ВИЧ-положительных людей. К сожалению, ни авторы исследования, ни российские врачи в целом не надеются существенно снизить долю постоянно употребляющих спиртное пациентов, инфицированных вирусом иммунодефицита. Все имеющиеся меры борьбы с алкоголизмом у этой категории граждан имеют крайне ограниченную эффективность. Поэтому проще поддерживать состояние ВИЧ-положительных и зависимых от спиртного людей с помощью соединений цинка, то есть проводить в некоторой степени паллиативную терапию.

Ученые из России, Франции и Германии нашли способ заставить ЖК-экраны меньше искажать цвета. Для этого они предложили новый метод ориентации жидких кристаллов в пространстве.

Если посмотреть на ЖК-экран не прямо, а под углом, то можно увидеть, что он искажает цвета. Жидкие кристаллы, которые находятся в пикселях экрана, меняют яркость света, проходящего через них, и таким образом создают картинку, сориентированы жестко в одном направлении, а значит, и свет идет всегда в одну сторону. Ученые предложили изменить строение молекулы вещества, которое используют в кристаллах ЖК-экранов, чтобы избавиться от подобного искажения цветов.

Для проверки выдвинутой гипотезы использовались полимеры из семейства поли(диалкилсилоксанов), которые проявляют свойства ЖК-кристаллов. Эти вещества состоят из двух симметричных углеводородных цепей, соединенных с атомом кремния. Исследователи нанесли молекулы вещества на тефлоновую поверхность, покрытую бороздками. Ламели полимера в этой ситуации расположились на тефлоне в одном направлении, поперек бороздок. После этого к полимеру добавляли метильные группы (CH3), увеличивая длину цепей молекул. Оказалось, что при добавлении одной группы ламели поворачивались на 90° относительно бороздок. При добавлении еще одной метильной группы ничего не происходит, а при добавлении третьей ламели возвращаются к исходному положению.

Следов этих хищных зверей не нашли во время зимних учетов численности различных видов животных в Кенозерском национальном парке.

Сотрудники Кенозерского национального парка (Архангельская область) подвели итоги зимних маршрутных учетов численности животных, обитающих на его территории. Несмотря на аномально позднее наступление весны и лета в прошлом году, численность большинства видов зверей и птиц осталась на уровне нормы. Судя по следам, количество волков, рысей и их добычи даже увеличилось, а вот численность куньих, а именно хорьков и росомах, к сожалению, снизилась.

Подсчет примерного числа животных различных видов проводился в Кенозерском национальном парке в январе и феврале. Проанализировав данные, полученные в результате зимних маршрутных учетов, сотрудники национального парка пришли к нескольким интересным выводам. Главнейший из них заключается в том, что общее количество животных зимой 2018-го заметно не снизилось, несмотря на то что в предшествующем 2017 году и весна, и лето задержались примерно на месяц. А значит, был велик риск, что животным не хватит пищи до наступления тепла.

Численность некоторых видов: лис, волков, зайцев, куниц, рысей - даже выросла. Количество волков и лис по сравнению с прошлогодними зимними маршрутными учетами выросло вдвое. Поднялось оно и по отношению к средним значениям за период с 1993 года. Но вот следы росомах стали встречаться реже, а следов хорьков зимой 2018-го вообще не удалось обнаружить. По сравнению с прошлым годом белок стало больше, но до такой численности, которой они достигли в 2015 году, еще далеко. Падение количества белок с 2015-го объясняют низкой урожайностью шишек.

Что касается крупных птиц (рябчиков, глухарей, куропаток, тетеревов), то их в национальном парке стало в 2−4 раза меньше по сравнению со средними значениями предыдущих десятилетий. Однако, если сравнивать нынешнюю численность этих куриных с показателями зимы 2017-го, получается, что ситуация улучшается: количество птиц за год выросло.

По расчетам исследователей, радиоактивный изотоп кобальта 60Co выделяет достаточно энергии, чтобы пробивать себе километр пути в глубь земной коры за год.

Сотрудники Института проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук (ИБРАЭ РАН) предложили решение проблемы захоронения радиоактивных отходов. По их мнению, отходам можно придавать форму небольшой сферы, наружные слои которой будут состоять из радиоактивного кобальта-60. Тепло, испускаемое этим изотопом, будет достаточно для того, чтобы нагревать горные породы до такой степени, что кобальт буквально проплавит себе дорогу в глубь земли.

Российские специалисты в области безопасности атомной энергетики предложили использовать свойства радиоактивных изотопов для их самозахоронения в горных породах.

По словам авторов статьи, описанный ими способ захоронения сферических капсул со кобальтом-60 на поверхности и трансурановыми элементами внутри может оказаться более безопасным в сравнении с захоронением РАО в специально построенных подземных лабораториях. С его помощью можно глубже и надежнее запечатать источники радиоактивности, которых с каждым годом становится все больше. Тем не менее, они признаются, что исследования в этой области пока носят сугубо теоретический характер. Кроме того, существует ряд проблем, связанных с коррозионной устойчивостью описываемых в статье радиоактивных сфер. Необходимо, чтобы кобальт был физически отделен от изотопов трансурановых элементов, а высокая температура в капсуле теоретически может разрушить преграду между ними. Также не вполне понятно, как будет осуществляться транспортировка капсул к месту захоронения и каким образом проводить контроль их погружения в горные породы.

Это показал полногеномный поиск ассоциаций среди представителей 16 народностей Африки и Евразии.

Сотрудники нескольких исследовательских институтов Новосибирска и Москвы нашли связь между полиморфизмами ряда генов, отвечающих за характер суточной активности человека (хронотип), и широтой, на которой он живет. Больше всего таких полиморфизмов обнаружили в некодирующих участках ДНК, для которых связь с предпочтением режима дня уже была показана ранее, а также в последовательностях, доставшихся евразийцам от неандертальцев.

Недавние исследования показали, что и в Северном, и в Южном полушариях распределение "сов" и "жаворонков" неравномерно: тех, кому проще рано ложиться и рано вставать, больше в низких широтах, в то время как доля людей, склонных к вечерней активности, повышается по мере приближения к полюсам. Российские биологи предположили, что это следствие отбора по хронотипам, который в разных широтах имел противоположную направленность.

Для проверки своей гипотезы они использовали данные проекта "1000 геномов", проанализировав ДНК пяти африканских и 11 евразийских популяций, между которыми никогда не было обмена генами. Особое внимание исследователи обращали на гены, чьи белки регулируют суточные ритмы, и гены, определяющие цвет кожи: у северных народов он в среднем заметно светлее.

Анализ 34 наборов точечных вариаций состава ДНК у евразийцев и африканцев подтвердил зависимость встречаемости некоторых из них от широты. Особенно сильной она была в случае некодирующих участков ДНК, расположенных рядом с так называемыми генами суточных ритмов. Немалая доля этих вариаций у евразийцев располагалась в участках генома, приобретенных в результате скрещиваний предков современных людей с неандертальцами. Соответственно, у народностей Африки аналогичных точечных изменений состава ДНК не обнаружили.

Таким образом, весьма вероятно, что склонность к повышенной вечерней активности вместе со множеством других признаков подвергалась положительному отбору по мере расселения людей из Африки на север и их встречам с неандертальцами. То есть древние мигранты-"совы" в умеренном климате размножались лучше, чем "жаворонки". Однако в качестве "побочного эффекта" среди них также широко распространились диабет и рассеянный склероз.

Пластмассы в массы: сегодня этот дешёвый, лёгкий и "долгоживущий" материал используют всюду. Правда, хрупкие полимерные изделия, как правило, долго живут не в домах людей, а на мусорных свалках. И сегодня экологи всерьёз заявляют о глобальной угрозе, вызванной чрезмерным использованием пластика. Одно неприятное открытие следует за другим. Не так давно авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) сообщали об очередном: огромное количество микропластикаобнаружили в арктических льдах.

Куда же девается пластик, из которого сегодня делают пакеты, бутылки, стаканчики и стулья? Его поедают. Сегодня микроскопические частицы полимерных изделий находят внутри огромного числа организмов. Те же рыбы подсели на него как на фастфуд. И если, пролистывая этот материал, кто-то из наших читателей всё ещё сомневается, что пластик уже в его пищевой цепи, то в этой статье их ждёт разочарование.

Значит ли это, что в скором времени каждый человек превратится в пластикового "киборга"? Химики из Университета Колорадо обнадёживают: мир стал на один шаг ближе к созданию безотходного и устойчивого материала, который однажды сможет конкурировать с пластмассами. Учёные из США разработали полимер, обладающий всеми "удобными" характеристиками, которые мы так ценим в пластике. При этом его можно легко разрушить, а затем переработать.

Для начала напомним, что полимеры - это широкий класс материалов, в составе которых присутствуют длинные цепи химически связанных повторяющихся молекулярных единиц - мономеров. Синтетические (не природные) полимеры включают пластик, волокна, различные покрытия и многие другие коммерческие продукты.

Новый полимер разработан для такого же универсального использования, что и пластик: он лёгкий, термостойкий, прочный и долговечный. Разница лишь в том, что его перерабатывать гораздо легче, чем те вещества, которые входят в состав обыкновенной пластмассы. Напомним, что для разрушения этих цепей мономеров часто требуются токсичные химикаты или трудоёмкие процессы.

Специалисты отмечают, новый материал достаточно лёгок в производстве. Его мономеры можно полимеризовать (то есть соединить в цепи) при комнатной температуре в течение нескольких минут с небольшим количеством катализатора и без использования растворителей.

Но самое важное преимущество - его можно легко перерабатывать. Он достаточно легко разрушается до мономерного состояния благодаря мягкой реакции с использованием катализатора. Затем его можно повторно полимеризовать без предварительной очистки.

Разработка нового материала основана на предыдущей работе учёных, которые намеривались создать перерабатываемый полимер. Новая версия произведена по улучшенному "рецепту".

Например, более ранняя версия полимера была достаточно мягкой, обладала низкой термостойкостью и молекулярной массой. Полимер с худшими свойствами также должен был производиться в чрезвычайно холодных условиях. Все эти проблемы, как сообщается, были устранены в новой работе.

Исследователи надеются, что новый полимер и процессы его переработки смогут в один прекрасный день помочь сократить количество мусора, который попадает на свалки на земле, а затем отправляется в путешествие по океану.

Пока же группа учёных Университета Колорадо планирует изучить другие способы синтеза этого вида материала и способы расширения перерабатывающей инфраструктуры.

"Полимеры могут быть химически переработаны и повторно использованы бесконечное число раз. Мы мечтаем увидеть химическую технологию переработки полимера, которая была бы реализована на рынке", - говорит ведущий автор исследования Юджин Чэнь (Eugene Chen).

Описание нового полимера представлено в научном издании Science.

Ранее мы рассказывали о создании "масляного" полимер, который очистит планету от загрязнений, содержащих ртуть.

Две группы соединений, впервые обнаруженные в морских звездах вида Choriaster granulatus, снижают содержание активных форм кислорода в активированных клетках иммунной системы мышей.

Сотрудники Тихоокеанского института биоорганической химии получили спиртовой экстракт морской звезды Choriaster granulatus и проанализировали его состав. В нем обнаружили две группы ранее не известных веществ из класса стероидов - гранулатозиды D и гранулатозиды E. Эксперименты с клетками мышей показали, что эти стероиды влияют на активность макрофагов - клеток иммунной системы, поглощающих бактерии и другие мелкие чужеродные объекты. Таким образом, найденные гранулатозиды имеют свойства иммуномодуляторов.

Морских звезд отловили во время 34-го рейса научно-исследовательского судна "Академик Опарин" в Южно-Китайском море. Животных измельчили и через получившуюся массу дважды пропустили этиловый спирт, который затем отфильтровали. Так получили спиртовой экстракт веществ, содержащихся в теле Choriaster granulatus. Затем спирт выпарили, а остаток растворили в воде. Состав этого раствора определили с помощью нескольких сеансов хроматографии и ядерно-магнитного резонанса.

В вытяжке из Choriaster granulatus выявили уже известные группы стероидных соединений - гранулатозиды A, B и C. Они представляют собой молекулы, в основе которых лежит несколько соединенных между собой циклов из атомов углерода. Помимо них, исследователи обнаружили еще и похожие по структуре группы веществ, которые ранее не встречались. Их назвали гранулатозидами D и E. Действие найденных веществ на живые организмы проверили, используя клетки селезенки и макрофаги брюшной полости мышей.

К взвеси клеток селезенки добавляли растворы гранулатозидов D и E в различных концентрациях - и через некоторое времени определяли, сильно ли снизилась интенсивность обмена веществ у них по сравнению с начальной, и насколько она выше, чем при добавлении к такой же взвеси вещества, гарантированно убивающего подобные клетки.

А в макрофагах брюшной полости мышей определяли содержание активных форм кислорода (АФК) с помощью флуоресцентных красителей: интенсивность их свечения зависела от концентрации АФК. Часть макрофагов активировали, подействовав на них токсичным веществом из оболочек кишечных палочек Escherichia coli. К питательной среде, в которой находились макрофаги, добавляли растворы гранулатозидов D и E в концентрации 0,1 микромоль/л. Стоит отметить, что такая доза этих веществ в экспериментах с клетками селезенки не наносила последним вреда.

Эксперименты продемонстрировали, что только некоторые из обнаруженных веществ снижают жизнеспособность клеток селезенки мышей. А по крайней мере три гранулатозида D и E на 20 процентов снижают содержание активных форм кислорода в макрофагах, на которые подействовали токсином кишечной палочки. Аналогичного эффекта на неактивированные макрофаги гранулатозиды не оказывали. Поскольку концентрация АФК - один из показателей активности клетки, можно сделать вывод, что гранулатозиды D и E обладают свойствами иммуномодуляторов, притом в дозах, не наносящих вред макрофагам.

Технология может быть использована для уничтожения комаров-преносчиков малярии или других вредных насекомых, но эксперты ООН говорят, что опасения по поводу возможного военного применения и неожиданных последствий подкрепляют аргументы в пользу ее запрета.

Артур Неслен

Новейшие способы редактирования генома могут быть использованы для изменения соотношения полов у комаров, чтобы тем самым уничтожить малярийные популяции. Фотография: Philippe Huguen/AFP/Getty Images

Американское военное агентство инвестирует 100 миллионов долларов в технологию генетического уничтожения, которая может уничтожить малярийных комаров, грызунов-паразитов или других особей, показывает электронная переписка, опубликованная в соответствии с правилами свободного доступа к информации.

Эти документы показывают, что скрытное Агентство передовых оборонных исследовательских проектов США (Darpa) стало крупнейшим спонсором исследования "генного драйва", что повысит напряженность перед встречей экспертного комитета ООН в Монреале, начиная с понедельника.

Конвенция ООН о биологическом разнообразии (КБР) дискутирует по поводу того, стоит ли ввести мораторий на генетические исследования в следующем году, и несколько южных стран опасаются возможного военного применения.

Дипломаты ООН подтвердили, что новая публикация электронной переписки ухудшит "дурную репутацию" генных драйвов в некоторых кругах. "У многих стран [будет] обеспокоенность, если источником этой технологии будет Darpa, американское военное научное агентство", - сказал один дипломат.

Использование технологий генетического уничтожения в качестве биологического оружия вызывает кошмары, но известные исследования сконцентрированы полностью на борьбе с вредителями и их уничтожении.

Такие новейшие средства генной инженерии как Crispr-Cas9 работают посредством использования синтетической рибонуклеиновой кислоты (РНК), чтобы вклиниваться в цепи ДНК и затем вставлять, изменять или удалять интересующие характеристики. Эти средства могут, например, изменить соотношение полов у комаров, чтобы фактически уничтожить малярийные популяции.

Однако некоторые эксперты ООН обеспокоены непреднамеренными последствиями. Один сказал "Гардиан": "Вы, возможно, сможете избавиться от вирусов или всей популяции комаров, но это может иметь также последующие экологические последствия для видов, которые от них зависят".

"Моим главным беспокойством", - добавил он, - "является то, что мы сделаем что-то необратимое с окружающей средой, несмотря на наши благие намерения, прежде чем мы полностью осознаем то, как сработает эта технология".

Джим Томас, содиректор группы ETC, которая получила электронную переписку, заявил, что влияние американских военных, которое они обнаружили, усилит аргументы в пользу запрета.

"Характер двойного назначения изменения и уничтожения целых популяций является такой же угрозой миру и пищевой безопасности, как и угроза экосистемам", - сказал он. "Милитаризация финансирования генного драйва может даже противоречить Конвенции о запрещении военного или любого иного враждебного использования технологий воздействия на природную среду".

Тодд Куикен, работавший с программой GBIRd, получающей 6,4 миллионов долларов от Darpa, сказал, что центральная роль американской армии в финансировании генной инженерии означает, что "исследователи, зависящие от грантов для своих исследований, могут переориентировать их проекты, чтобы они отвечали узким целям этих военных агентств".

В период с 2008 по 2014 год правительство США потратило около 820 миллионов долларов на синтетическую биологию. С 2012 года большая часть этих денег поступила от Darpa и других военных агентств, говорит Куикен.

В электронном письме с сообщением об организованной армией США конференции в июне биолог правительства США отметил, что управляющая программой биотехнологий Darpa Рене Вегрзинхад сказала, что "на проекты защищенных генов [приходилось] 65 миллионов долларов, но затем, после упоминания всей остальной поддержки, это стало 100 миллионами долларов".

Представитель Darpa сказал, что эта цифра является "вольной, условной оценкой", которая включает исследователей на этой встрече, которые финансировались агентством Darpa в рамках связанной с этим деятельности.

"Darpa не является и не должно являться единственным спонсором исследований в области редактирования генома, но для Министерства обороны крайне важно защитить своих военнослужащих и сохранить военную готовность", - сказал он.

Агентство Darpa считает, что стремительное сокращение стоимости средств редактирования генома создает больше возможностей для враждебных или неконтролируемых структур экспериментировать с этой технологией.

"Это соединение низкой стоимости и высокого уровня доступности означает, что применения для редактирования генома - как положительные, так и отрицательные - могут появиться у людей или государств за пределами традиционных научных кругов и международных норм", - сказал чиновник. "На Darpa возложено обязательство проводить эти исследования и разрабатывать технологии, которые могут защитить от случайного и намеренного неправильного применения".

У истоков исследований генного драйва стоял профессор лондонского Имперского колледжа Андреа Крисанти, который подтвердил, что агентство Darpa привлекло его по контракту на 2,5 миллиона долларов для определения и блокирования таких драйвов.

Опасения, что такие исследования могут быть направлены на разработку биологического оружия, являются "полной выдумкой", сказал он. "Эта технология никоим образом не может быть использована для каких-либо военных целей. Общий интерес в том, чтобы разработать системы для ограничения побочных эффектов генных драйвов. Нас никогда не просили рассмотреть возможность любого применения не ради устранения эпидемий".

Интерес к этой технологии в американских военных агентствах сильно вырос после того, как секретный доклад элитной группы военных ученых "Джейсон" в прошлом году "привлек значительное внимание среди различных агентств правительства США", согласно электронному письму Джеральда Джойса, который являлся сопредседателем исследовательской группы "Джейсон" в июне.

Второй доклад "Джейсон" был заказан в 2017 году для анализа "потенциальных угроз от этой технологии, находящейся в руках противника, технических препятствий, которые нужно преодолеть для разработки технологии генного драйва и использования ее „в природе", написал Джойс.

Этот доклад не был опубликован, но „был широко распространен в американском разведывательном и более широком сообществе национальной безопасности", говорилось в его электронном письме.

Перевод

Ученые из Санкт-Петербурга создали лекарство, принудительно заставляющее раковые клетки начать чинить свою ДНК и самоуничтожаться при фатальном повреждении генома, говорится в статьях, опубликованных в журналах Chirality и Bioorganic Medicinal Chemistry Letters.

"Мы завершили эксперименты с новым классом активаторов белка р53. Активность созданных нами соединений заметно выше, чем у наиболее сильных препаратов, развиваемых в передовых научных центах США и Европы. Лекарства на их базе могут стать новым шагом на пути к созданию эффективных и безопасных средств для химиотерапии", - заявил Александр Гарабаджиу, профессор Санкт-Петербургского государственного технологического института, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.

Значительная часть раковых опухолей в организме человека и других животных возникает из-за поломки в гене p53. Он отвечает за синтез белка, который следит за целостностью генетической информации и включает механизм самоуничтожения - апоптоз - при серьезных поломках. Поэтому культуры клеток с поврежденным геном p53 крайне сложно уничтожить из-за отсутствия "программы самоуничтожения" в их геноме.

В некоторых случаях раковые клетки обладают полноценной версией "стража генома", однако она не работает из-за повышенной активности другого белка, MDM2. Он нейтрализует молекулы p53 в здоровых клетках и мешает им запускать процесс восстановления ДНК или самоуничтожения в то время, когда это не требуется.

За последние годы, как рассказывают Гарабаджиу и его коллеги, отечественные и зарубежные ученые активно пытаются создать или найти в природе молекулу, которая бы нейтрализовала MDM2 и помогала клетке активнее бороться с мелкими мутациями и более крупными поломками в ДНК. Большинство из них обладает серьезными побочными эффектами и низкой эффективностью.

Российские молекулярные биологи и химики смогли решить эту проблему - они изучили структуру MDM2 и нашли в нем несколько слабых мест. Используя эти знания, они поменяли структуру нескольких молекул ароматических углеводородов, которые могут соединяться с этим белком и нейтрализовать его.

Получив несколько новых версий подобных "активаторов" систем починки ДНК, ученые проверили их работу на культурах клеток, извлеченных из злокачественных опухолей в прямой кишке и в костях человека. Эти эксперименты показали, что соединения, созданные российскими исследователями, гораздо успешнее блокировали MDM2 и включали p53, чем их "конкуренты", убивая около 40% раковых клеток.

Успешное завершение этих опытов, как считают ученые, открывает дорогу для проведения клинических испытаний и последующего применения подобных молекул в медицинской практике.

Физики из Университета ИТМО впервые в мире разработали управляемый источник света на основе наноалмаза. Эксперименты показали, что алмазная оболочка вдвое усиливает интенсивность его излучения и позволяет управлять им без дополнительных нано- и микроструктур. Этого удалось добиться с помощью искусственно созданных дефектов в алмазной кристаллической решетке. Полученные результаты важны для разработки квантовых компьютеров и оптических сетей будущего.

Исследователи обнаружили, что излучение наноалмазных антенн можно усилить при определенном положении NV-центра и соответствующем размере наночастицы. За счет этого время затухания люминесценции (испускания фотонов) частицы сокращается, а интенсивность оптического сигнала увеличивается, отчего считывать информацию становится гораздо проще. В ходе экспериментов время затухания люминесценции таких частиц удалось сократить вдвое, примерно во столько же подняв интенсивность оптического сигнала.

Все это позволило значительно улучшить параметры наноалмазных антенн без внедрения каких-либо дополнительных резонаторов - просто манипулируя положением вакансии и размером частиц. Это очень хороший результат, поскольку, как правило, чтобы добиться такого, нужно создать сложную систему резонаторов.

Вероятно, это не предел того, чего можно добиться. Время затухания люминесценции и скорость начала излучения удалось изменить в два раза на объектах с несколькими NV-центрами (азотными вакансиями). Но исследователи также разработали теоретическую модель поведения источников одиночных фотонов в алмазной оболочке. И расчеты показали, что скорость излучения для них увеличится в несколько десятков раз.

В настоящий момент получение одиночного фотона с одного NV-центра в подобной наноантенне довольно сложная задача. В перспективе разработанная исследователями концепция варьирования положения азотных вакансий и размеров наночастиц позволит эффективно управлять излучением источников одиночных фотонов. Это очень важно для создания квантовых компьютеров и оптических коммуникационных сетей будущего.

К такому выводу пришли российские нейробиологи, выполнив эксперименты на крысах.

Сотрудники Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Федерального медицинского исследовательского центра психиатрии и наркологии имени В.П. Сербского и Московского научно-исследовательского института психиатрии выяснили, что кратковременное влияние слабых непредсказуемых стрессоров на социальных животных (в данном случае грызунов), отделенных от своих соседей, вызывает у них не только депрессивные состояния, но и воспаление нервной ткани головного мозга. Это объясняет, почему у находящихся в условиях хронического стресса млекопитающих (к числу которых относятся и люди) чаще наблюдаются воспалительные процессы.

В эксперименте, длившемся восемь недель, использовали 17 взрослых самцов крыс. Эти грызуны предпочитают находиться в компании себе подобных и в лабораториях обычно содержатся по несколько особей в каждой клетке. Поскольку одиночное проживание оказывает на них стрессовое воздействие, животных на протяжении всего опыта держали в индивидуальных клетках. Также на них действовали непредсказуемыми и неконтролируемыми, хотя и слабыми, стрессорами. В случайные моменты времени у грызунов забирали корм либо поилку (на такой срок, чтобы они начали испытывать голод или жажду, но не доводя до проблем со здоровьем), наклоняли один из углов клетки так, что в ней становилось неудобно перемещаться и спать, подсаживали животное в тесное помещение к нескольким незнакомым особям и т.д. Крыса не могла предугадать, что с ней произойдет дальше и когда неприятное воздействие закончится.

После 56 дней в условиях постоянного непредсказуемого стресса у животных выявляли признаки депрессии с помощью теста на ангедонию. В нормальном состоянии грызуны, люди и другие млекопитающие при возможности получить удовольствие (гедонистическое переживание) без негативных последствий для себя склонны такую возможность реализовать. Безразличие к удовольствиям, оно же ангедония, - один из симптомов депрессии. У крыс наличие ангедонии выявляют по тому, предпочитают ли они подслащенную воду обычной. После проверки на ангедонию животных умертвили и сделали срезы тканей головного мозга. В них ученые измерили активность генов, кодирующих "вещества воспаления" - интерлейкины.

Ангедонию обнаружили у всех 17 исследованных крыс. Кроме того, в различных областях их мозга активность генов интерлейкинов IL-1α, IL-1β, IL-6 значимо отличалась от таковой у контрольной группы животных, не подвергавшихся постоянному непредсказуемому стрессу и не проявляющих признаков депрессии. Гены интерлейкинов IL-1α и IL-1β были более активны в коре больших полушарий, гиппокампе и стволе головного мозга. А ген интерлейкина IL-6 в стволе мозга, напротив, проявлял пониженную по сравнению с нормой активность.

По мнению исследователей, наиболее важное для состояния животного изменение в данном случае - повышение активности гена IL-1β и, как следствие, выработки кодируемого им белка. Интерлейкин IL-1β поддерживает и усиливает воспалительные реакции. Получается, что длительный непредсказуемый стресс провоцирует у животных не только симптомы депрессивных состояний, но и избыточную активацию иммунитета в головном мозге. Учитывая, что воспаление в нервной ткани связано с рядом неврологических заболеваний, можно предположить, что постоянные стрессы и депрессия увеличивают вероятность проблем с нервной системой вплоть до слабоумия из-за того, что запускают в мозге воспалительные процессы.

Нейральные стволовые клетки делятся так, что их число не только не растет, а, наоборот, постепенно сокращается.

Ученые из МФТИ, совместно с коллегами из Университета Стоуни-Брук (США) и Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор (США) выяснили, как делятся в гиппокампе взрослых мышей стволовые клетки, дающие начало нейронам. В отличие от стволовых клеток многих других типов, они не способны поддерживать свою постоянную численность, поэтому с возрастом их у грызунов становится все меньше и меньше, а следовательно, ослабевает и способность гиппокампа производить новые нейроны. Учитывая, что образование нервных клеток в гиппокампе половозрелых грызунов идет намного интенсивнее, чем у половозрелых приматов, вероятность, что человеческий мозг способен хоть сколько-нибудь заметно обновляться, весьма мала.

До сих пор не было точно установлено, какой тип деления преобладает у нейральных стволовых клеток. Учитывая, что данные о взрослом нейрогенезе даже для одного вида животных часто противоречивы, авторы статьи в Scientific Reports предположили, что среди нейральных стволовых клеток преобладает асимметричное деление: одна дочерняя клетка становится предшественником нейрона, а другая "остается" стволовой.

Проверили это предположение следующим образом. В срезы гиппокампа головного мозга мышей возрастом семь месяцев (пожилые грызуны) ввели вещество, способное встраиваться в делящуюся ДНК, - нуклеотид бромдезоксиуридин (BrdU), флуоресцирующий (светящийся) при определенных условиях. А к гену белка, который образуется только в нейральных стволовых клетках, добавили последовательность, кодирующую зеленый флуоресцентный белок (GFP). Благодаря этим манипуляциям нейральные стволовые клетки стало довольно легко выявить на срезах: их тела и длинные отростки (по одному у каждой) светились оранжевым (благодаря BrdU), а ядра - зеленым (за счет GFP). В то время как клетки-предшественницы нейронов оставались "невидимыми".

При симметричном делении две дочерние стволовые клетки должны находиться рядом. Однако могло быть и так, что "соседствующие" нейральные стволовые клетки являлись потомками двух разных "матерей", размножившихся асимметричным способом. В таком случае их "сестер" - предшественниц нейронов - просто не было видно на срезах.

Чтобы выяснить, имеют ли расположенные парами светящиеся нейральные стволовые клетки общую "мать" (симметричное происхождение), ученые использовали методы статистики. Они сравнивали количество теоретически возможных пар клеток, не приходящихся друг другу родственниками, с реально наблюдаемым. Если число последних превосходило математически предсказанное, то, значит, часть нейральных стволовых клеток образовалась в результате симметричных делений.

Результаты анализа показали, что симметричное деление служит причиной появления всего 10 процентов нейральных стволовых клеток. Из этого следует, что в 90 процентах случаев нейральные стволовые клетки дают начало предшественникам нейронов и не повышают свою численность, а в лучшем случае поддерживают ее. Но если учесть, что часть клеток неизбежно гибнет, то получается, что с возрастом количество нейральных стволовых клеток неуклонно снижается.

Таким образом, по всей видимости, усилить обновление нейронов у взрослых млекопитающих невозможно. И даже если удастся заставить нейральные стволовые клетки делиться чаще, их не станет больше. Напротив, их количество станет падать быстрее, чем это происходит в норме. Однако не стоит забывать, что у различных видов млекопитающих механизмы нейрогенеза могут не совпадать, о чем "Чердак" уже подробно писал. Поэтому вопрос об искусственной стимуляции нейрогенеза и восстановлении нервной системы "своими силами" пока остается открытым.

В нуклеиновых кислотах РНК-содержащих вирусов образуется так много мутаций, что они накладываются друг на друга и поэтому надолго не задерживаются в геноме.

Сотрудники Института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ имени М.В. Ломоносова и Первого МГМУ имени И.М. Сеченова проанализировали результаты множества научных работ, посвященных жизнеспособности РНК-содержащих вирусов. Благодаря этому они выяснили, что такие вирусы способны переносить появление масштабных неблагоприятных мутаций за счет высокой скорости изменения собственной РНК. По сути, одни мутации в ней быстро компенсируют или даже "исправляют" другие. 

В качестве объекта исследования ученые выбрали пикорнавирусы. Это мелкие вирусы, поражающие млекопитающих, в том числе людей. Представители группы пикорнавирусов вызывают полиомиелит, гепатит А, ящур, гастроэнтериты, ринит и другие заболевания.

Российские вирусологи проанализировали последовательности нуклеотидов в РНК различных представителей этой группы и их изменение во времени. В ходе исследования выяснилось, что РНК пикорнавирусов в пределах одной популяции весьма неоднородны по составу. Это предсказуемо, так как чем быстрее появляются новые мутации, тем больше различий наблюдается между молекулами РНК, произошедших от одной молекулы-предка. В среднем жизнеспособность таких разнородных популяций низка из-за большого количества "поломок" в РНК вирусов. Тем не менее неблагоприятные мутации не задерживаются в популяциях надолго. Несущие их вирусные частицы реже копируют свою РНК и чаще гибнут. А если гибели не происходит, новые мутации могут компенсировать действие старых. Также возможна "починка" измененного участка за счет соответствующих ферментов. За счет гибели вирусных частиц с критическими мутациями, "ремонта" мутаций РНК и компенсирующих их изменений геномы пикорнавирусов одновременно разнообразны и устойчивы.

Парадоксально, но даже уменьшающие жизнеспособность мутации при резкой смене условий внешней среды могут дать своим обладателям заметные преимущества. Поэтому часто мутирующие пикорнавирусы в целом более приспособлены к "катаклизмам" наподобие действия антивирусных препаратов или антител, чем организмы, геном которых изменяется не так быстро и сильно.

Международная группа исследователей при участии российских ученых провела радиоуглеродную датировку Большого Шигирского идола, хранящегося в Свердловском краеведческом музее Екатеринбурга и изначально имевшего высоту более пяти метров. Датировка показала, что он был создал 11 600 лет назад - раньше, чем любая другая скульптура крупных размеров, известная людям. Идол был изготовлен за тысячи лет до того, как пресноводное озеро на месте Черного моря соединилось с бассейном Атлантического океана и стало соленым. Предшествующие датировки идола недооценивали его древность. Ранее научных работников, изучавших возраст артефакта, замминистра культуры России пытался привлечь к ответственности в суде по статье 243 УК РФ.

Большой Шигирский идол был найден на уральских торфяниках в XIX веке. Владелец земли граф Алексей Александровича Стенбок-Фермора передал идола Уральскому обществу любителей естествознания (ныне - Свердловский краеведческий музей) и на тот момент высота резной скульптуры составляла 5,3 метра. Однако в последовавших за революцией беспорядках нижняя его часть оказалась утрачена при неизвестных обстоятельствах, и сейчас он имеет лишь 3,4 метра в высоту. Идол, кроме головы с четко различимыми чертами лица, имеет еще семь "личин" - областей на теле, где изображено то или иное животное или объект.

Вопрос о его датировке всегда стоял довольно остро. Он не похож на другие известные идолы и не соотнесен ни с одной известной археологической культурой. Поэтому его датировали то железным, то бронзовым веком, то неолитом. Сомнения в его возрасте привели к нескольким радиоуглеродным датировкам, которые показали необычайно древние даты - до 9 000 лет назад.

В новой работе использовались наиболее современные средства радиоуглеродного датирования. С их помощью археологи получили возраст в 11 600 лет - глубокий мезолит (средний каменный век). Таким образом, Большой Шигирский идол оказался древнейшей крупной скульптурой, известной человечеству. Старше его только маленькие носимые фигурки эпохи палеолита размером в несколько сантиметров. Возраст идола указывает на развитые религиозные представления еще до перехода человечества к земледелию и скотоводству.

Идол настолько стар, что был сделан почти за четыре тысячи лет до возникновения Черного моря. Согласно ряду обоснованных множеством геологических и археологических находок теорий, до событий, произошедших в промежутке между 7 500−8 000 лет назад, Черное море было пресноводным озером. А затем перешеек, отделявший его от Средиземного моря, был преодолен титаническим объемом соленой воды, которая затопила прибрежную территорию и превратила озеро в море. В течение почти года количество изливавшейся в виде колоссального водопада морской воды в 200 раз превышало суточный объем Ниагары. В мифологии древних греков это событие было отображено как "Дарданов потоп", также исследователи связывают его и с описание ветхозаветного Всмирного потопа, по географическим признакам также произошедшего в районе современного Черного моря.

В 2014 году замминистра культуры России Григорий Пирумов написал в полицию Свердловской области заявление, в котором он обвинил исследователей (не авторов новой работы, а одну из первых групп, занимавшихся радиоуглеродной датировкой) в том, что они при анализе повредили идола, изготовленного из сибирской лиственницы. Лишь в 2016 году дело было закрыто в связи с тем, что эксперты не нашли на идоле следов соответствующих повреждений.

В их мозге повышена активность сетей нейронных связей, отвечающих за мысли о самом себе и близких.

Сотрудники Научно-исследовательского института физиологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАМН с помощью методов электроэнцефалографии (ЭЭГ) и функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) выявили, что у больных клинической депрессией в покое сеть пассивного режима работы головного мозга более активна, чем у испытуемых без этого диагноза. Работа этой сети приводит к появлению мыслей о самом себе и ближайшем окружении. Получается, что мозг человека в депрессии как бы зацикливается на нем самом.

Ученые сравнили активность сети пассивного режима работы головного мозга у 41 больного клинической депрессией и их 23 здоровых ровесников. Сравнение проводили двумя методами - ЭЭГ и фМРТ. Электроэнцефалография "различает" совсем небольшие быстрые колебания электрической активности нейронов, но только в поверхностных слоях мозга, так как сигналы считываются с кожи головы. Функциональная магнитно-резонансная томография "следит" за изменением кровенаполнения различных частей мозга, которое происходит гораздо медленнее, чем сменяют друг друга всплески электроактивности нервных клеток. фМРТ не способна выявить тонкие флуктуации работы нейронов, зато дает информацию о задействованных конкретных областях головного мозга, расположенных глубоко под корой больших полушарий.

Оба метода показали, что у больных клинической депрессией в покое DMN более активна. То есть, когда они ничем не заняты, их мозг, тем не менее, постоянно обрабатывает информацию. По данным предыдущих исследований, это в основном сведения о самом человеке, о том, что с ним происходит, и о том, что его окружает. А сила связей в пределах сети активного режима работы головного мозга у пациентов с клинической депрессией ослабевает. Меж тем именно эта сеть отвечает за обработку информации, связанной с внешним миром, и составление выводов на ее основе.

Получается, что при клинической депрессии человек в состоянии покоя хуже способен оперировать информацией о внешнем мире, так как думает в первую очередь о себе и ближайших связанных с ним объектах. Если эти результаты подтвердятся, появится надежда, что облегчить состояние больных депрессией можно с помощью методов когнитивно-поведенческой терапии. Фактически речь идет о выработке полезных условных рефлексов, в данном случае таких, которые перенаправляют внимание пациента на внешний мир.

Введение вещества, запускающего образование амилоидных бляшек, приводит к таким же последствиям для мозга, как и болезнь Альцгеймера.

Исследователи из России совместно с коллегами с Украины, из Швеции и Великобритании представили результаты работы, в ходе которой они вводили мышам интраназально (через нос) белок S100A9, привлекающий к месту воспаления лимфоциты. Делалось это для того, чтобы спровоцировать реакции воспаления в головном мозге и оценить, какую роль они играют в развитии болезни Альцгеймера. Эксперименты показали, что после интраназального введения S100A9 в мозге мышей образуются скопления бета-амилоида. Таким образом, новый метод позволяет сравнительно легко изучать изменения в центральной нервной системе, аналогичные тем, что возникают на ранних стадиях нейродегенеративных заболеваний (деменции, болезнь Альцгеймера).

Чтобы выяснить, какой эффект на головной мозг оказывает белок S100A9, связывающий воспаление нервной ткани и образование скоплений бета-амилоида, его ввели через нос пожилым (возраст около года) лабораторным мышам. Дело в том, что чувствительные к запахам клетки внутри носа передают информацию непосредственно в мозг, без "переключений" по пути. Таким образом, обонятельная система представляет собой кратчайший путь к головному мозгу. При этом ученые использовали белок двух форм - "обычный" и имеющий свойства амилоида. После процедуры нейрофизиологи оценивали способность подопытных мышей запоминать информацию, а также состояние тканей их головного мозга, включая изменения их биохимического состава по сравнению контрольными срезами обычных престарелых грызунов.

Анализ показал, что введенный интраназально белок S100A9 в любой из двух форм запускает в нервных клетках мышей стрессовые реакции. Особенно сильно это проявляется в лобных долях больших полушарий, гиппокампе и мозжечке - структурах, отвечающих за планирование действий, запоминание пространственной информации и движения соответственно. В них повышается концентрация самого S100A9, каспазы-3 (фермента из группы белков, управляющих гибелью клеток), белка Bax и некоторых других веществ, и начинается образование скоплений бета-амилоида. При этом когнитивные способности животных пропорционально снижались по сравнению с контрольной группой особей. Важно отметить, что амилоидная форма S100A9 приводила к гораздо более сильным нарушениям пространственного обучения и биохимии мозга, чем "обычная".

Такие эффекты исследуемого белка очень похожи на то, что происходит на ранних стадиях болезни Альцгеймера и некоторых других деменций. Поэтому авторы работы считают, что предложенная ими процедура интраназального введения S100A9 подходит для изучения состояния головного мозга при воспалительных реакциях и спровоцированном ими образовании бляшек бета-амилоида.

Ученые из МГУ им. М.В. Ломоносова, Государственного исторического музея, Института географии РАН, Коломенского археологического центра, Института геохимии и аналитической химии РАН и Гронингенского университета (Нидерланды) изучили захоронения бронзового века на границе Калмыкии и Ставропольского края. На стенках сосудов, оставленных в могилах, были найдены следы одомашненного ячменя. Насколько известно археологам, жители этих мест в то время еще не занимались сельским хозяйством - вероятно, ячмень они выменивали у народов предгорий Кавказа. Таким образом, находка указывает на масштабную международную торговлю в этом районе уже 4500 лет назад.

Авторы работы обследовали захоронения (курганы и катакомбы - подземные погребальные сооружения, в честь которых катакомбная культура получила свое название) вдоль реки Восточный Маныч, протекающей по территории Ставропольского края и Калмыкии. В середине III тысячелетия до нашей эры, когда были сделаны захоронения, в этом регионе жили скотоводы, кочевавшие между предгорьями Кавказа, Волгой и Доном. Чтобы понять, какие дикие и культурные растения местные жители использовали в пищу, исследователи использовали радиоуглеродный и фитолитный анализ. 

Анализ обугленной пищи на стенках сосудов из могил Восточного Маныча и Западно-Манычской катакомбной археологической культуры (2500-2350 гг. до н.э.) показал, что там наряду с дикими растениями есть и близкие родственники современного окультуренного ячменя, проса и пшена. Радиоуглеродное датирование выявило, что возраст этих отложений на посуде соответствует возрасту останков людей в захоронениях либо немного превышает его (расхождение можно объяснить тем, что растения готовили, а такая обработка "старит" образцы).

Совершенно точно культурным растением в то время уже был ячмень - на это указывают специфические фитолиты этого вида. Ячмень на Кавказе начали выращивать в конце VI - начале V тысячелетия до нашей эры. Авторы работы считают, что никаких доказательств того, что найденный в захоронениях кочевников ячмень был выращен в том же регионе, лежащем к северу от Кавказа, нет. Скорее всего, он был получен в результате обмена с населением предгорий Кавказа. Эту версию подтверждают и полученные ранее результаты изотопного анализа останков людей и животных. Судя по соотношению в них изотопов стронция, углерода и азота, кочевники катакомбной культуры могли заходить достаточно далеко в горы. В некоторых их костях и зубах был обнаружен "профиль" изотопов, характерный как раз для горных жителей.

Созданные в России зеркала для экстремального ультрафиолета сделают телескопы значительно эффективнее.

В Институте физики микроструктур РАН создана технология напыления многослойных зеркал на основе бериллия для диапазона длин волн от 11,1 до 30,4 нанометров. Созданным с ее помощью зеркалам удается обеспечивать коэффициенты отражения, существенно превышающие мировой уровень. С их помощью можно будет повысить эффективность используемого в производстве электроники метода литографии, а также увеличить в два раза контраст изображений телескопов для изучения короны Солнца в экстремальной части ультрафиолетового диапазона.

Исследователи из Института физики микроструктур РАН в рамках развиваемых отечественных программ по изучению короны Солнца разработали многослойные интерференционные зеркала нового поколения для экстремального ультрафиолетового диапазона. Сложность их создания заключается в базовом физическом противоречии: они должны одновременно иметь более высокие коэффициенты отражения и лучшую спектральную селективность - то есть не просто отражать больший процент излучения, но и делать это для строго определенной части ультрафиолетового диапазона. Как правило, это взаимоисключающие требования, и в рамках используемых сейчас наборов материалов указанная проблема не имеет решения.

Однако российские физики утверждают, что им удалось устранить это противоречие. Классический подход в создании многослойных интерференционных зеркал предусматривает использование чередующихся слоев материалов с большим и малым атомными номерами. При этом ряд "легких" элементов в рентгеновской оптике никогда не использовался, например, металл бериллий. На это было две причины: бериллий имеет некоторые преимущества перед другими материалами лишь в очень узком спектральном диапазоне (от 11,1 до 12,4 нанометров), и он очень токсичен при технологической обработке (опасна его мелкая пыль).

С 2016 года специалисты института начали расчеты характеристик бериллия как отражателя в диапазоне длин волн больше 17 нанометров. Выяснилось, что здесь бериллий обладает уникальным сочетанием оптических качеств. С одной стороны, он имеет низкое поглощение, а значит основная часть излучения уходит на отражение, что и требуется от зеркала в оптике. С другой стороны, его высокая рассеивающая способность соответствует ряду более тяжелых материалов и позволяет получить одновременно как высокие коэффициенты отражения, так и более узкую его спектральную полосу.

Для проведения экспериментов с бериллием в ИФМ РАН была создана специально оборудованная лаборатория, в которой синтезировали наиболее перспективные многослойные зеркала на основе бериллий-кремний-алюминия (Be/Si/Al), цирконий-бериллий-кремний-алюминия (Zr/Be/Si/Al) и бериллий-магния (Be/Mg), с защитной верхней пленкой из алюминия. Все созданные зеркала показали рекордные коэффициенты отражения и спектральную селективность.

В составе многозеркальных систем, оборудованных бериллиевыми зеркалами (а телескоп, как правило, содержит не менее двух-трех зеркал) эффективность телескопа в экстремальной части ультрафиолетового диапазона может быть увеличена до 300 процентов от той, что позволяют существующие материалы. Предполагается, что на этой основе вскоре будут созданы телескопы для наблюдений за Солнцем.

Для этого на их поверхность понадобилось нанести оксид марганца.

Коллектив биологов из Ирана, Азербайджана и Китая под руководством заведующего лабораторией управляемого фотобиосинтеза в Институте физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН Сулеймана Аллахвердиева нашли необычный катализатор для реакции окисления воды - клетки кишечной палочки Escherichia coli. На них поместили другой уже хорошо известный ускоритель окисления - оксид марганца (MnO2_). Благодаря микробам напряжение, нужное для реакции окисления воды, оказалось на 120 милливольт меньше, чем при использовании уже известных катализаторов.

Авторы описываемой работы предложили необычный способ усовершенствовать один из катализаторов, оксид марганца - покрыть им поверхность бактерий вида Escherichia coli. Такой выбор объектов был обусловлен тем, что кишечные палочки хорошо изучены, а оксида марганца не наносит большого вреда окружающей среде. При этом оксиды марганца не слишком устойчивы в условиях, при которых обычно проходит окисление воды. Нанесение MnO2_ на клетки кишечных палочек должно было повысить устойчивость его молекул.

Структуру полученного гибридного катализатора изучили с помощью нескольких методов спектроскопии и спектрометрии, а также сканирующей и трансмиссионной электронной микроскопии. Напряжение, необходимое для окисления воды в присутствии покрытых оксидом марганца бактерий, оказалось примерно на 120 милливольт ниже, чем в присутствии немодифицированных бактерий (1,56 вольт против 1,68 вольт). Особенно интересно, что поверхность бактерий образовала с оксидом марганца композитный материал, по свойствам отличающийся от каждого из двух своих составляющих.

Ученые заключают, что созданный ими композитный катализатор позволит снизить напряжение, требуемое для реакции окисления воды. Учитывая, что основу катализатора составляют живые организмы, он, как и сам водород, будет безопасен для окружающей среды.

В конце 1980-х он попал в Элисту из Демократической Республики Конго, а в 2000-х похожие вирусы "прилетели" в Россию из Португалии и Дании.

Сотрудники Сколковского института науки и технологий, Центрального НИИ эпидемиологии, НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова и Центра по профилактике и борьбе со СПИДом и инфекционными заболеваниями (Ростовская область) сравнили последовательности генов вируса иммунодефицита типа G и обнаружили, что у него не один предок, а несколько. Ранее считалось, что все случаи заражения таким вирусом в России произошли из-за печально известной вспышки ВИЧ-инфекции в Элисте в 1988 году.

Молекулярно-биологические исследования, проведенные несколько лет назад, показали, что источником ВИЧ-инфекции в 1988 году в Элисте стал муж одной из женщин, посещавших больницу. Он передал ей вирус половым путем, а уже от переливания ее крови заразились остальные. Так как в столице Калмыкии до этого не было случаев ВИЧ-инфекции, вероятнее всего, мужчина подхватил вирус во время длительной поездки в Демократическую Республику Конго. Все, кто заразился в больницах Элисты во время той вспышки, несли в себе вирус иммунодефицита подтипа G. Он довольно распространен в России, поэтому авторы исследования, о котором идет речь, решили узнать, все ли инфицированные ВИЧ подтипа G связаны с жертвами трагедии в Элисте.

Для этого нужно было провести анализ состава нуклеиновых кислот ВИЧ подтипа G, полученных от нескольких групп ВИЧ-инфицированных россиян, и сравнить их с иностранными образцами вируса того же подтипа. Авторы работы взяли вирусы иммунодефицита G у трех живых инфицированных в 1988-м в Элисте и 12 человек, источник заражения которых неизвестен. У них "прочли" последовательности генов двух ферментов. Их сопоставили со 122 последовательностями генов ВИЧ иммигрантов из России, хранящихся в Лос-Аламосской национальной лаборатории (Лос-Аламос, США).

Сравнение двух генов вируса иммунодефицита во всех образцах показало, что не все русские, несущие ВИЧ подтипа G, получили его от мужчины из Элисты, побывавшего в Конго. У 13 инфицированных последовательности генов ВИЧ были больше всего похожи на варианты подтипа G, распространенные в Португалии и Дании. Судя по числу отличий между ними и самыми "свежими" случаями заражения в этих странах, вирусы иммунодефицита из этих стран попали в Россию в начале 2000-х годов.

Таким образом, вирусы иммунодефицита подтипа G, распространенные в России, произошли от разных предков. Случаи ВИЧ-инфекции подтипом G до начала 2000-х исходят от мужчины из Элисты, а после этого времени похожие вирусы иммунодефицита проникали в Россию из Западной Европы. Об этом источнике ВИЧ-инфекции раньше ничего не было известно.

Однако это часто способствует развитию метастазов и другим нарушениям в работе организма.

Исследователи из Каролинского института (Швеция) и МГУ им. М.В. Ломоносова под руководством Бориса Животовского обнаружили новую неожиданную функцию белка каспаза-2. Выяснилось, что это вещество, запускающее запрограммированную гибель ряда клеток, также ускоряет миграцию некоторых их типов. Это наблюдается при взаимодействии каспазы-2 с белком FAN. Есть вероятность, что подавление такого взаимодействия способно замедлить образование метастазов, а его активация - ускорить заживление ран.

В новой работе российские и шведские биологи определили возможность связывания множества белков с каспазой-2, используя двугибридный анализ в клетках дрожжей. Суть этого метода такова. Существуют факторы активации генов, молекулы которых состоят из двух частей - доменов. Чтобы фактор активации выполнил свою работу, две его части должны соединиться. Методами генной инженерии можно присоединить ДНК, кодирующую один домен, к гену каспазы-2, а ДНК, кодирующую другой домен фактора активации, к гену интересующего ученых белка.

Таким образом, дрожжевая клетка произведет рекомбинантные белки, несущие в своем составе разъединенные домены фактора активации. Они смогут соединиться, только если каспаза-2 свяжется с интересующим исследователей белком.

Двугибридный анализ показал, что каспаза-2 способна связываться со множеством белков. Наиболее интересный из них - активатор нейтральной сфингомиелиназы FAN. Он контролирует образование одного из классов липидов - церамидов, а также миграцию клеток, образование мембранных пузырьков - везикул и производство одного из регуляторов воспаления - интерлейкина-6.

Определить, какая из этих функций реализуется при взаимодействии FAN с каспазой-2, помогла липидомика - анализ наличия и функций всех липидов в клетке. В данном случае использовали культуру "бессмертных" человеческих клеток рака шейки матки HeLa. Подавляя и повышая активность FAN и каспазы-2, ученые отмечали, как менялся липидный состав HeLa. Также в этой серии исследований клетки в одной культуре физически отделяли друг от друга, имитируя ранение.

Итоги анализа состояния HeLa показали, что подавление взаимодействия каспазы-2 и FAN замедляет миграцию клеток к месту "ранения" (и образование метастазов, т.к. исследование было проведено на раковых клетках), а его чрезмерная активация приводит к образованию аномально крупных везикул, что отрицательно влияет на транспорт веществ внутрь клетки и наружу. В число этих веществ входит интерлейкин-6 - белок, влияющий на реакции воспаления. Теоретически, блокируя работу комплекса каспазы-2 с FAN, можно замедлять образование метастазов, а активируя его, можно ускорить заживление ран. Однако оба белка встроены в такие сложные сети биохимических реакций, что без дополнительных исследований нельзя гарантировать, что изменение их активности не повредит клеткам.

Специалисты из Института биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН обнаружили, что иммунные клетки больных псориазом реагируют на белок кератин из их собственной кожи, что в итоге и вызывает зудящие воспаления на ней. Более того, ученым также удалось найти определенный вариант гена, который ответственен за возникновение данной аутоиммунной реакции.

Башкирские генетики выделили матричную РНК, содержащую полную аминокислотную последовательность белка кератина, из волосяных фолликул пациентов. На ее основе ученые синтезировали данный белок и проверили, как на него реагируют иммунные клетки - Т-лимфоциты страдающих псориазом людей.

Т-лимфоциты играют основную роль в приобретенном иммунитете организм. Они находят и уничтожают клетки, несущие чужеродные антигены. В некоторых случаях какой-то из этих механизмов оказывается нарушен, и лимфоциты начинают "охотиться" на собственные клетки и белки организма. В таком случае говорят об аутоиммунных заболеваниях.

Всего в исследовании в башкирских врачей приняли участие 29 пациентов с разными формами псориаза, еще 15 человек, не страдающих кожными заболеваниями, состояли в контрольной группе. Ученые взяли образцы крови каждого испытуемого, содержащие главным образом различные мононуклеарные лимфоциты. Во всех образцах с помощью метода цитометрии исследователи измерили количество Т-лимфоцитов. После чего обработали образцы раствором, содержащим ранее синтезированные белки-кератины. Спустя пять дней после экспериментального воздействия все замеры были вновь повторены.

Выяснилось, что у большинства больных псориазом кератин вызывает заметное увеличение пролиферации (интенсивного размножения) Т-лимфоцитов. Иными словами, лимфоциты по какой-то причине "считали" этот белок вредным и начинали активно делиться, чтобы "одолеть противника". У контрольной группы таких реакций обнаружено не было. Таким образом кератин, вероятно, действует как антиген внутреннего происхождения для больных псориазом. Именно поэтому болезнь и поражает в основном богатые этим белком кожные покровы.

Возможной причиной такого необычного поведения Т-лимфоцитов может быть наличие аллелей (определенных вариантов гена) в локусе HLA-C шестой хромосомы. Расположенные там гены участвуют в кодировании белков главного комплекса гистосовместимости, играющего центральную роль в иммунной системе и развитии иммунитета. Башкирским ученым удалось установить, что у больных псориазом, продемонстрировавших максимальную реакцию пролиферации Т-лимфоцитов на кератин, присутствует аллель HLA-Cw*06:02. Вполне вероятно, что именно его активация в геноме пациентов и приводит к возникновению этого кожного заболевания. Полученные уфимскими медиками данные дают надежду на возможную разработку генной терапии от псориаза в будущих исследованиях.

Исследователи из Института теоретической и экспериментальной биофизики (г. Пущино, Московская область) изучили устойчивость к радиации белых кровяных телец (лейкоцитов) и кроветворных клеток селезенки и красного костного мозга. Ученые пришли к выводу, что реакция различных типов клеток организма на радиацию мало зависит от общей его устойчивости к ионизирующему излучению.

В работе использовали клетки от трех видов живых существ - человека, травяной лягушки (Rana temporaria) и лабораторной мыши (она же домовая, Mus musculus). Среди них были белые кровяные тельца (лейкоциты) и их предшественники, содержащиеся в красном костном мозге и селезенке. Все изученные в рамках этой работы типы клеток имеют одно ядро. Ионизирующее излучение, то есть радиация, в первую очередь действует на находящуюся в ядрах ДНК. Высокие дозы радиации вызывают повреждения ДНК. Часть этих повреждений удается исправить за счет работы систем репарации. Задачей исследователей было проверить, как разные типы клеток у трех названных видов отличаются по уровню радиорезистентности.

Авторы работы воздействовали на лейкоциты и кроветворные клетки лягушки, человека и мыши двумя путями. Либо их облучали дозами рентгеновского излучения до 8 грей, либо добавляли в питательную среду растворы пероксида водорода с концентрацией до 300 микромоль на литр.

Степень повреждения ДНК после таких воздействий оценивали с помощью метода ДНК-комет. Изначально клетки, у которых нужно оценить степень повреждения ДНК, находятся на пластинке. До появления "головы" и "хвоста" кометы их оболочки разрушают действием специального раствора. Затем раствор удаляют, и вместе с ним c поверхности, на которой были зафиксированы целые клетки, смываются остатки их оболочек вместе с белками. При этом на пластинке остаются молекулы ДНК. Версия метода ДНК-комет, использованная в описываемой работе, довольно чувствительная и позволяет выявить не только грубые нарушения структуры ДНК, такие как двунитевые разрывы, но и однонитевые разрывы, и даже отдельные поврежденные строительные блоки этой молекулы - нуклеотиды.

Описанный метод выявил, что степень повреждения ДНК в лейкоцитах и кроветворных клетках мыши, лягушки и человека, а также скорость репарации таких повреждений существенно отличаются. Особенно важно, что устойчивость изученных клеток к ионизирующему излучению и пероксидам часто не соответствует степени радиорезистентности всего содержавшего их организма. И при облучении рентгеном, и при действии пероксида водорода сильнее всего повреждались лимфоциты и клетки селезенки мышей. В то же время мыши - наиболее радиорезистентный вид из трех, чьи клетки были задействованы в работе. ДНК лейкоцитов человека была примерно так же устойчива к радиации, как и клетки крови лягушки, хотя люди считаются наименее радиорезистентными. При этом скорость репарации повреждений ДНК в лягушачьих клетках оказалась меньше.

Сотрудники Национального медицинского исследовательского центра им. Е.Н. Мешалкина и Института химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) создали протезы из полимерных материалов, на которые хорошо налипают настоящие клетки стенок сосудов. Также они опробовали новые варианты стентов (расширителей сосудов), в стенках которых содержатся вещества, замедляющие зарастание их просвета.

Специалисты из двух научных учреждений Новосибирска опробовали способ сборки сосудистых протезов - электроспиннинг. При нем нужная структура подобно ткани для одежды "набирается" при помощи нити из биостабильных полимеров, создаваемой в электрическом поле.

Укладка получается не идеальной, но именно в этом заключается преимущество таких протезов. По словам руководителя центра сосудистой хирургии НМИЦ им. Е.Н. Мешалкина, доктора медицинских наук Андрея Анатольевича Карпенко, в промежутках между этими волокнами хорошо фиксируются клетки с соседних участков стенок того же сосуда - эндотелиоциты. Они выделяют вещества, блокирующие образование тромбов. В экспериментах на лабораторных животных, результаты которых сейчас обрабатываются для публикации, было показано, что сделанные по такой технологии протезы сосудов способны помочь пациентам даже в сложных случаях, когда повреждение имеет большую длину или высокую степень кальцинированности.

Главная цель сибирских ученых - продление срока службы стентов и искусственных фрагментов сосудов. "Необходимо, чтобы новые протезы служили дольше, чем уже существующие. Если срок их функционирования удастся продлить хотя бы на год, это уже можно считать определенной победой", - говорит Андрей Карпенко.

"До настоящего времени были известны только несколько подобных видов муравьев, проживающих на деревьях тропических лесов в Юго-Восточной Азии", - рассказала научный сотрудник Музея естественных наук Вены Элис Ласини Австрийскому агентству печати. Новый проект позволил ученым описать жизнедеятельность "муравьев-камикадзе": среду обитания, особенности поведения, химический состав оборонительного секрета, выделяемого при самоподрыве, а также окружающий их микромир из бактерий и грибов.

В результате исследования специалисты установили, что новый вид муравьев самостоятельно разрывает свое тело путем сжатия мышц брюшка, выделяет секрет желтого цвета и обрызгивает им противника, который либо гибнет от ядовитого вещества или убегает. "Мы проследили, что насекомые более крупного размера гибли в течение нескольких секунд в результате попадания яда им на голову. В этом секрете, видимо, содержатся сильно действующие вещества", - добавила Ласини.

Исследователи из Университета ИТМО (Санкт-Петербург, Россия) совместно с зарубежными коллегами описали молекулярные механизмы, по которым итаконовая кислота (итаконат) регулирует активность макрофагов, обеспечивающих воспалительный ответ организма на вторжение чужеродных объектов. Выяснилось, что ряд цепей биохимических реакций, запускаемых итаконатом и его производными, играет роль в проявлениях аутоиммунных заболеваний. Регулируя ход этих реакций, можно, к примеру, существенно облегчить симптомы псориаза.

В рамках работы ученые установили, как именно итаконат сдерживает активацию макрофагов. Для этого они провели две серии экспериментов - сначала на мышах с аналогом человеческого псориаза, затем на культурах клеток кожи, полученных от людей с этим аутоиммунным заболеванием. Выяснилось, что молекулы итаконовой кислоты и ее производного (диметил-итаконата) способны связываться с участками молекул белков, несущими атомы серы и водорода в составе тиоловых групп -SH.

В число белков, на которые воздействуют итаконат и диметил-итаконат, входят регуляторы активности генов интерлейкинов IL-6 и IL-12. Они кодируют соответствующие белки, поддерживающие воспалительные реакции. Итаконат, связываясь с указанными регуляторами, подавляет образование интерлейкинов 6 и 12, а следовательно, и воспалительные процессы. При действии итаконата и диметил-итаконата на экспериментальных животных симптомы псориаза, в том числе воспаление, ослабевали. То же происходило и в культурах клеток кожи пациентов с этим заболеванием.

Кроме того, выяснилось, что итаконовая кислота и ее производные способны подавлять реакции воспаления, воздействуя на несколько различных биохимических путей. Соответственно, на основе итаконата, диметил-итаконата и сходных соединений можно создать лекарства, позволяющие облегчить симптомы аутоиммунных заболеваний, возникающих из-за избыточной активности воспалительных процессов. Одно из таких заболеваний - тот же псориаз.

Ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины и Института систематики и экологии животных Сибирского отделения РАН изучили коллекцию вирусов, выделенных на территории Новосибирского научного центра. Среди их находок - новый штамм (и даже, возможно, субтип) вируса, отличающийся от ранее известных примерно на 12 процентов от общего объема нуклеотидной последовательности. По всей видимости, он древнейший из своих "собратьев".

Ученые Института систематики и экологии животных Сибирского отделения РАН дополнительно исследовали новый вирус в лаборатории. Для мышей штамм оказался не очень опасным, более "мягким", чем его сородичи: в мозг он проникал хуже, а именно нейроинвазивность определяет способность клещевого энцефалита нанести ущерб здоровью своих жертв. На людях опыты, естественно, не проводились, и патогенность нового штамма для человека остается неизвестной.

Далее исследователи проанализировали полные геномы разных штаммов вируса клещевого энцефалита или их фрагменты, оценили скорость эволюции вируса (скорость накопления изменений в его ДНК) и затем высчитали, в какой момент времени "обский" вариант отделился от предков. Выяснилось, что он относится к наиболее древней линии среди сибирского субтипа. Эта линия была отделена от общего предка примерно полторы тысячи лет назад - даже раньше, чем "балтийская", до этого считавшейся самой старой.

Впрочем, ученые полагают, что паниковать из-за открытия нового варианта вируса рано - у него вряд ли высокая патогенность. Однако полученные ими данные имеет смысл учитывать при создании тест-систем, уточняющих принадлежность вируса к определенному субтипу, или даже вакцин, предупреждающих заболевание клещевым энцефалитом в этой части страны.

Ученые под руководством Александра Коношонкина из Томского государственного университета и Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН разработали теоретическую модель рассеяния света на перистых облаках при лазерном зондировании. Благодаря ее использованию зондирование станет более эффективным и позволит сделать прогноз погоды точнее.

Перистые облака находятся на высоте 8-12 километров и состоят из кристаллов льда размером от 10 микрон до 1 мм. Форма кристаллов также различается. Ученые выделяют три основные: выпуклые шестигранники, пластинки и столбики. При этом кристаллы могут также объединяться между собой. Разная форма и размеры кристаллов определяют то количество солнечной энергии, которое будет "задержано" перистыми облаками, и то, что достигнет поверхности Земли. Именно поэтому этот вид облаков оказывает такое большое влияние на погоду и климат на планете.

Томские ученые изучили, как через облака проходит излучение лидара - прибора, который позволяет исследовать далекие объекты с помощью отправки светового (в данном случае лазерного) импульса. Расчеты позволили построить модель происходящих в перистых облаках процессов, используя которую можно учесть вклад, который они вносят в регуляцию поступления к поверхности планеты солнечной энергии.